आधुनिक मौसम पूर्वानुमान संख्यात्मक मौसम पूर्वानुमान पर आधारित होते हैं। कंप्यूटर उपलब्ध सर्वोत्तम प्रेक्षणों के आधार पर वायुमंडलीय गति, तापमान, नमी और दबाव का वर्णन करने वाले गणितीय समीकरणों को हल करते हैं।

वायुमंडल को त्रि-आयामी ग्रिड में विभाजित किया गया है। प्रत्येक ग्रिड बिंदु पर मॉडल गणना करता है कि चर छोटे समय अंतराल में कैसे बदलेंगे। पूर्वानुमान तैयार करने के लिए यह प्रक्रिया समय के साथ दोहराई जाती है। उच्च रिज़ॉल्यूशन और अधिक परिष्कृत भौतिकी सटीकता में सुधार करते हैं, लेकिन इसके लिए अधिक कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता होती है।

अनिश्चितता का अनुमान लगाने के लिए एनसेंबल सिस्टम मॉडल के कई थोड़े भिन्न संस्करणों का उपयोग करते हैं। वैश्विक मॉडल पूरे ग्रह को कवर करते हैं; क्षेत्रीय मॉडल छोटे क्षेत्रों पर अधिक बारीकी से ध्यान केंद्रित करते हैं। निरंतर डेटा एकीकरण से मॉडल नवीनतम प्रेक्षणों के अनुरूप बने रहते हैं।

• कंप्यूटर पर गणितीय मॉडल का उपयोग करता है
• वर्तमान अवलोकनों से शुरू होता है
• यह कुछ घंटों से लेकर हफ्तों आगे तक का पूर्वानुमान प्रदान करता है।
• अनिश्चितता के लिए समूह विधियों को शामिल करता है